CN100438121C - 有机电致发光器件 - Google Patents
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Abstract
一种有机电致发光器件包括：在第一基板上被划分成子象素的阵列元件，它包括子象素中的薄膜晶体管；布置在第二基板上的第一电极；在第一电极上的子象素之间的边界区域处布置的电极间隔件；布置在第一电极上的有机电致发光层；在每个子象素中通过电极间隔件形成了图形的第二电极；将薄膜晶体管与第二电极电连接起来的导电衬垫；在第一电极上的选定区域上布置的隔层；布置在第二基板上并与隔层相重叠的遮光部分，其中所述第一电极上的选定区域包括介于第一电极和电极间隔件之间的第一区域和每个子象素中与导电衬垫重叠的第二区域。
Description
本申请要求享有2003年12月29日递交的韩国专利申请2003-99389号的权益，在此将其以全文的形式结合以供参考。
技术领域
本申请涉及一种发光器件，尤其涉及有机电致发光(EL)器件。
背景技术
在平板显示器中，有机电致发光(EL)器件是自发光型显示器，与液晶显示器(LCD)相比，它具有更高的对比度和更宽的视角。有机电致发光器件由于其不需要背景光，因而，与其它显示器类型相比，可以将其做得质轻而形薄。有机电致发光器件使用的电力还比其它类型平板显示器少。另外，有机电致发光器件可用低DC电压来驱动，它还有较快的响应速度。由于有机电致发光器件的所有部件都由固体材料制成，因此，它具有较高的耐冲击性。有机电致发光器件能在很宽的温度范围内工作，并且它的制造成本较低。与制造LCD或PDP不同的是，有机电致发光器件仅利用沉积工艺和封装工艺来制造。因此，有机电致发光器件的制造工艺和制造装置非常简单。
没有开关元件的无源矩阵型有机电致发光器件已得到广泛使用。在无源矩阵类型中，栅线(扫描线)与数据线(信号线)交叉，定义出子象素矩阵。顺序驱动栅线以驱动每个子象素。为了显示所需的平均亮度，整个显示器中每个象素必需顺序地发出高等级的瞬时亮度，以产生总平均亮度。
在有源矩阵类型中，用作开关元件的薄膜晶体管位于各个子象素中。施加给子象素的电压充入存储电容器Cst，施加电压直到施加下一帧信号，所以不管栅线数目多少都能连续地驱动有机电致发光器件以显示画面。于是，在有源矩阵类型中，即便施加低电流时也能实现均匀发光。因此，有机电致发光器件具有功耗低、清晰度高和大尺寸屏幕能力的优点。现在参照附图描述该有源矩阵型的有机电致发光器件。
图1是示意性地表示依照现有技术的底部发光型有机电致发光器件的剖视图，其中单元象素区域包括红(R)、绿(G)和蓝(B)子象素。如图1所示，现有技术的底部发光型有机电致发光器件包括彼此面对、且通过密封图形40密封起来的第一基板10和第二基板30。第一基板10包括透明基板1、在透明基板1上的每个子象素中形成的薄膜晶体管T、与薄膜晶体管T相连的第一电极12、与薄膜晶体管T相连并对应于薄膜晶体管T上的第一电极12布置的有机电致发光层14、以及设置在有机电致发光层14上的第二电极16。有机电致发光层14包括能发出红(R)、绿(G)和蓝色的发光材料。第一电极12和第二电极16向有机电致发光层14施加电场。
第二电极16通过密封图形40与第二基板30隔开。在第二基板30的内表面内部填充了能防止湿气漏到外部的吸湿剂(未示出)，该吸收湿剂通过半透明的胶带(未示出)固定。在现有技术的底部发光结构中，第一电极12用作阳极，它选用透明导电材料，而第二电极16用作阴极，它选自功函低的金属材料。于是，有机电致发光层14为叠层结构，在该结构中包括从与第一电极12接触的空穴注入层14a开始按顺序叠置的空穴注入层14a、空穴传输层14b、发光层14c、电子传输层14d。在此，发光层14c具有对应于各子象素按顺序布置的红(R)、绿(G)和蓝色的发光材料的结构。
现有技术的有机电致发光器件存在以下各方面的局限：在大面积情况下，难以为红(R)、绿(G)和蓝象素做出再现性高的精细图形。例如，由于有机电致发光层14的有机电致发光材料易受溶剂或湿气影响，不能用湿法形成图形。基于该原因，有机电致发光材料不能通过在形成图形方面很有优势的光刻法来形成图形。
低分子的有机电致发光材料可通过包括以下步骤的方法形成图形：将形成了精细图案的荫罩安到基板上，然后单独设置R、G、B材料。但是，该方法在以下方面受到限制：难以精确地造出精细图案的分辨率超过预定水平的荫罩，由于荫罩的张力偏差等原因，难以在较大的区域内高精度地使用荫罩。此外，人们还研究出了采用高分子有机电致发光材料喷墨注射头的另一种象素图形形成方法，但它难以形成厚度低于1000埃的无针孔薄膜。
现有技术的底部发光结构的有机电致发光器件可通过将设有阵列器件和有机电致发光二极管的第一基板10与独立封装用第二基板30粘结起来而制造。于是，有机电致发光显示器的产量由阵列器件的产量和有机电致发光二极管的产量来决定，因此，总工艺产量主要受后续工序、即有机电致发光二极管制造工序的限制。例如，尽管能非常好地形成阵列器件，但在形成采用了厚度约1000埃的薄膜的有机电致发光层的过程中如果因杂质或其它因素产生缺陷，那么提供的整个有机电致发光器件就是有缺陷的。所以，在制造与劣质有机电致发光层相伴生的无缺陷阵列元件过程中，缺陷有机电致发光层致使产量降低，材料成本升高。
另外，由于底部发光结构因封装而具有高稳定性和高工艺自由度，但它在孔径比方面存在限制，对于高分辨率产品来说不适合采用底部发光结构。
发明内容
因此，本发明涉及一种有机电致发光器件，其基本上避免了由于现有技术的局限和缺点导致的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种通过在画面质量较差的区域上设置不透明遮光图形来提高画面质量的有机电致发光器件。
在下面的描述中将在部分地说明本发明的其它优点、目的和特征，对于本领域普通技术人员来说，通过对以下内容的验证能看出一些，或者通过实践本发明能学习一些。通过说明书及其权利要求以及附图中具体指出的结构将实现和得到本发明的目的和其它优点。
按照此处具体和广泛的描述，为了实现这些目的和其它优点，并依照本发明的目的，提供了一种有机电致发光器件，它包括：在第一基板上被划分成子象素、并包括子象素中布置的薄膜晶体管的阵列元件；布置在第二基板上的第一电极；在第一电极上的子象素之间边界区域处布置的电极间隔件；布置在第一电极上的有机电致发光层；在每个子象素中通过电极间隔件形成图形的第二电极；将第一基板上设置的薄膜晶体管与第二基板上设置的第二电极电连接起来的导电衬垫；在第一电极上的选定区域上布置的隔层；以及布置在第二基板上并与隔层相重叠的遮光部分，其中所述第一电极上的选定区域包括介于第一电极和电极间隔件之间的第一区域和每个子象素中与导电衬垫重叠的第二区域。
在另一方面中，有机电致发光器件包括在第一基板上被划分成子象素、并包括子象素中布置的薄膜晶体管的阵列元件；布置在第二基板上的第一电极；在第一电极上的子象素之间边界区域处布置的电极间隔件；布置在第一电极上的有机电致发光层，在每个子象素中通过电极间隔件形成图形的第二电极；将第一基板上设置的薄膜晶体管与第二基板上设置的第二电极电连接起来的导电衬垫；布置在第一电极上的选定区域上的隔层；以及布置在第二基板上、并与隔层重叠的遮光部分，其中所述第一电极上的选定区域包括介于第一电极和电极间隔件之间的区域和每个子象素中与导电衬垫重叠的区域。
在另一方面中，有机电致发光器件包括彼此面对且隔开预定间隔的第一基板和第二基板；在第一基板上被划分成子象素、并包括子象素中布置的薄膜晶体管的阵列元件；布置在第二基板上的电致发光二极管，该二极管包括按顺序叠置的第一电极、有机电致发光层和第二电极；在第一电极上的子象素之间边界区域处布置的电极间隔件；将第一基板上设置的薄膜晶体管与第二基板上设置的第二电极电连接起来的导电衬垫；以及布置在有机电致发光层和第一电极之间并且对应于导电衬垫的隔层。
应理解的是，本发明的前述概括说明和以下详细说明都是示例性和列举性的，试图认为它们提供了对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
所包括的用来便于理解本发明并且作为本申请一部分的附图示出了本发明的实施例，其连同说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：
图1是示意性表示依照现有技术底部发光型有机电致发光器件的剖视图；
图2是示意性表示依照本发明示例性实施例的双面板型有机电致发光器件的剖视图；
图3是图2的部分‘A’的放大剖视图；
图4是表示依照本发明另一示例性实施例的有机电致发光器件的剖视图；
图5是图4的部分‘B’的放大剖视图；
图6是依照本发明另一示例性实施例的图4的部分‘B’的放大剖视图。
具体实施方式
现在具体描述本发明的优选实施例，它们的例子示于附图中。
图2是示意性地表示依照本发明示例性实施例的双面板型有机电致发光器件的剖视图。双面板型有机电致发光器件能够克服现有技术的底部发光型有机电致发光器件的缺点。如图2所示，双面板型有机电致发光器件包括彼此对置布置、且通过密封图形160粘结起来的第一基板110和第二基板130。
第一基板110包括透明基板100和在透明基板100上形成的阵列元件112。第二基板130包括透明基板101和在透明基板101的内表面上形成的有机电致发光二极管E。有机电致发光二极管E包括用作公用电极的第一电极140、在第一电极140下方的子象素边界处布置的电极间隔件142、有机电致发光层144和第二电极146。有机电致发光层144和第二电极146按顺序布置在相邻电极间隔件142之间，并与每个子象素相对应。由于电极间隔件142用于为每个子象素中的第二电极146划分图形，电极间隔件142优选为梯形结构，在该梯形结构中，宽度由第二电极146朝第一电极140方向减小。
沿着第一基板110和第二基板130之间的边缘设置密封图形160，用于将基板粘合起来，并维持恒定盒间隙。第一基板110上的阵列元件112包括用作开关元件的薄膜晶体管112a和与薄膜晶体管112a相连的电连接器112b。在每个子象素中设置了将第一基板110的电连接器112b与第二基板130的第二电极146电连接起来的导电衬垫148。薄膜晶体管112a对应于与有机电致发光二极管E相连的驱动晶体管。电连接器112b与薄膜晶体管112a的源极和漏极(未示出)中的任何一个相对应，或者由与源极和漏极相连的单独导电材料构成。
有机电致发光层144为多层结构，该结构取决于阳极和阴极布置。在一个例子中，当将第一电极140和第二电极146分别设计成阴极和阳极时，有机电致发光层144为以下多层结构：与第一电极140接触的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层按顺序布置。此外，在第二电极146和电连接器112b之间设置把第二电极146与薄膜晶体管112a连接起来的导电衬垫148。
与液晶显示器(LCD)中采用的普通衬垫不同的是，利用导电衬垫148把两块基板电连接起来，同时维持两基板110和130之间的盒间隙，每个导电衬垫为预定高度的圆柱形。在该示例性实施例中，导电衬垫148可通过在绝缘柱形衬垫上涂覆导电薄膜、从而将两块基板110和130电连接起来形成，此外，它还用作衬垫。优选的是，用于涂覆导电衬垫148的导电金属薄膜是柔性的，它由选自低电阻率金属材料组中的一种材料制成。可在设置第一基板110的阵列器件的过程中设置导电衬垫148。
上述双面板型有机电致发光器件是顶部发光型的，它将有机电致发光层144产生的光发射给第二基板130。于是，第一基板140应当选用透明导电材料。如果第一电极140用作阳极，它就由ITO构成。另一方面，如果第一电极140用作阴极，它优选由功函低的半透明金属材料制成。半透明金属材料选自铝(Al)、镁(Mg)和AL的合金(后面称为‘Mg:Al’)、Al:Li和AL:苯甲酸盐组成的组。另外，由于第二电极146是位于发光方向后侧的电极，因此它优选选用不透明金属材料。于是，当第二电极146用作阳极时，第二电极146由ITO构成，还可设置不透明金属材料用作反射板。
如图2所示，在第一基板110和第二基板130之间形成了间隔空间I。优选的是形成充入惰性气氛的间隔空间。尽管附图中未示出，但阵列元件112包括扫描线、信号线和与扫描线交叉、并与之隔开预定距离的电源线、位于扫描线与信号线的交叉点上的开关TFT、以及存储电容器。
与现有技术中将阵列元件和有机电致发光二极管设置在同一基板上的电致发光器件不同的是，在该示例性实施例的双面板型有机电致发光器件中，阵列元件和有机电致发光二极管设置在不同基板上，因为有机电致发光二极管不影响阵列器件产量，因此该布置能在器件生产和管理方面展现良好特性。此外，如果通过顶部发光方式显示画面，可在不考虑孔径比的情况下设计薄膜晶体管，这样就增强了阵列工艺效率，并能获得高孔径比/高分辨率产品。另外，与现有技术的电致发光器件相比，该示例性实施例的双面板结构能更有效地防止外部空气对有机电致发光二极管的入侵，从而增强了产品稳定性。
与现有技术中在TFT设计方面存在限制的底部发光型电致发光器件不同的是，该示例性实施例的顶部发光型电致发光器件的阵列元件和有机电致发光二极管设置在不同基板上，由此就获得了TFT布置上的自由度。此外，与现有技术中把第一电极设置在阵列元件上的底部发光型电致发光器件不同的是，该示例性实施例的顶部发光型电致发光器件将有机电致发光二极管的第一电极设置在透明基板上，由此增强了第一电极设计方面的自由度。
图3是图2的部分A的放大剖视图，其仅示出了第二基板130上的一个单元象素区域。如图3所示，在第二基板130的透明基板101的下方形成了包括多个遮光图形的不透明遮光部分300。该遮光部分300未设置在子象素的内部区域内，而是设置在与设置电极间隔件142的部分相重叠的区域上。另外，遮光部分300用于分配各子象素发出的光，以便让各子象素发出的光不互相干扰。第一电极140设置在第二基板130的透明基板101下方，用以覆盖遮光部分300。
在设置有机电致发光层144之前，要在第一电极140的预定部分下方形成具有透光能力的隔层310。隔层310设置在子象素内与导电衬垫148重叠的第一区域和与电极间隔件142重叠的第二区域上。在此，隔层310由任意一种无机材料如氮化硅(SiNx)或有机材料制成。将隔层310设置在子象素的这些区域内可防止因在将第一基板110和第二基板130彼此粘结时导致导电衬垫148产生压力而让第一电极140与第二电极146短路的问题。于是，在选定部分上设置了隔层310之后，按照前面参照图2所述，在子象素的边界处形成电极间隔件142。之后，在电极间隔件142之间的第一电极140下方，在每个子象素中以分隔图形的方式按顺序设置有机电致发光层144和第二电极146。
在上述双面板型有机电致发光器件中，在将第一基板110和第二基板130彼此粘结时，子象素中导电衬垫148施加的压力可能不同。基于该原因，在各子象素的导电衬垫148上必需设置厚度不同的隔层310，但这会导致画面质量变差。
下面，将参照附图描述本发明的另一示例性实施例。图4是表示依照本发明另一示例性实施例的包括单元象素区域的一种有机电致发光器件的剖视图。无论如何，相同参考数字用于指示相同或类似部件，因此省略了对它们的重复描述。
如图4所示，该示例性实施例的有机电致发光器件包括：在子象素区域内设置的不透明遮光部分400和设置在不透明树脂的黑矩阵(BM)上的隔层410，以此来避免画面质量变差。图5是表示图4的单元子象素区域中的部分‘B’的放大剖视图。如图5所示，包括多个遮光图形的不透明遮光部分400设置在第二基板130的透明基板101下方。
在该示例性实施例中，遮光部分400可设置在与形成电极间隔件142的部分相重叠的区域以及子象素的内部区域上。在此，子象素的内部区域对应于与导电衬垫148相重叠的区域。设置在子象素内部区域上的遮光部分400避免了在隔层310的厚度不同时由于导电衬垫148施加的压力所导致的画面质量变差。此外，在该示例性实施例中，遮光部分400由接触电阻比ITO制成的第一电极140接触电阻的小的金属制成。第一电极140设置在第二基板的透明基板101下方，用以覆盖遮光部分400。
在设置有机电致发光层144之前，将具有透光能力的隔层310设置在第一电极140的预定部分下方。隔层310可设置在子象素区域内与导电衬垫148相重叠的第一区域和与设置电极间隔件142的区域相重叠的第二区域上。换言之，隔层310设置在第一电极140和电极间隔件142之间的区域以及子象素区域内与导电衬垫148相重叠的第一电极140下方的区域上。在此，隔层310可由无机材料如氮化硅(SiNx)或者有机材料中的任意一种制成。隔层310设置在子象素的这些区域内可防止在将第一基板110和第二基板130相互粘结时因导电衬垫148产生压力而使第一电极与第二电极短路的问题。因此，在将隔层310设置在选定部分上之后，按照参照图2所述，于子象素的边界处形成电极间隔件142。之后，在电极间隔件142之间的第一电极140下方，于每个子象素中按照分隔图形的方式顺序地设置有机电致发光层144和第二电极146。
在该示例性实施例的双面板型有机电致发光器件中，当粘结第一衬垫110和第二衬垫120时，子象素中导电衬垫148施加的压力可能不同。基于该原因，要在各子象素中的导电衬垫148上设置厚度不同的隔层310，以避免画面质量变差。但是，画面质量变差可通过在子象素区域内设置遮光部分400来克服。换言之，由于在与隔层310相重叠的玻璃衬垫101的选定部分和第一电极140之间设置了不透明的遮光部分400，就克服了由于隔层310的厚度差所带来的画面质量变差问题。
图6是图4的部分B的放大剖视图，它示出了依照另一示例性实施例的图4中所示第二衬垫上的单元子象素区域。如图6所示，在形成第一电极140之前，于第二基板130的透明基板101下方形成包括多个遮光图形的不透明遮光部分300。
在该示例性实施例中，遮光部分300未设置在子象素的内部区域上，而是设置在与设置电极间隔件148的部分相重叠的区域上。可以选择的是，按照参照图5所述，遮光部分300设置在子象素的内部区域上。此外，第一电极140设置在包括遮光部分300的第二基板130的透明基板101下方。另外，在该示例性实施例中，隔层410由具有光反射能力的树脂的黑矩阵(BM)构成，在形成有机电致发光层144之间将其设置在第一电极140的下表面的预定部分下方。隔层410设置在与导电衬垫148相重叠的第一区域上和子象素区域内与设置电极间隔件148的区域相重叠的第二区域上。换言之，隔层410设置在第一电极140和电极间隔件142之间的区域上和子象素区域内与导电衬垫148相重叠的第一电极140下方的区域上。
在此，隔层410由不透明材料如树脂BM等构成。隔层410设置在子象素区域内可防止在将第一和第二基板110和130彼此粘结起来时由于导电衬垫148产生的压力而导致第一电极与第二电极短路的问题。于是，在选定部分上设置了隔层410之后，参照图2所述，于子象素的边界处设置电极间隔件142。之后，在电极间隔件142之间的子象素内按照分隔图形方式按顺序设置有机电致发光层144和第二电极146。
在该示例性实施例的双面板型有机电致发光器件中，当将第一基板110与第二基板120粘结起来时，子象素中导电衬垫148施加的压力可能不同。基于该原因，要在各子象素的导电衬垫148上形成厚度不同的隔层410。但是，在该实施例中，由于隔层410由不透明材料制成，因此能够克服画面质量变差问题。此外，在该示例性实施例的有机电致发光器件中，可在子象素区域内形成不透明的遮光部分300，以克服画面质量差的问题。
对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，可在不脱离本发明的精神或范围的情况下对本发明的有机电致发光器件做出各种修改或变更。因此，本发明的意图是，只要本发明的变化和改进落在所附权利要求及其等效范围之内，本发明就涵盖了这些改进和变化。
Claims (13)
1、一种有机电致发光器件，包括：
彼此对置且隔开预定间隔的第一基板和第二基板；
在第一基板上被划分成子象素且包括有位于子象素中的薄膜晶体管的阵列元件；
布置在第二基板上的第一电极；
在第一电极上的子象素之间的边界区域处布置的电极间隔件；
布置在第一电极上的有机电致发光层；
在每个子象素中通过电极间隔件形成图形的第二电极；
将薄膜晶体管与第二电极电连接起来的导电衬垫；
布置在第一电极上的选定区域上的隔层；以及
布置在第二基板上并与隔层相重叠的遮光部分，
其中所述第一电极上的选定区域包括介于第一电极和电极间隔件之间的第一区域和每个子象素中与导电衬垫重叠的第二区域。
2、根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中遮光部分包括电阻率比第一电极的低的金属材料。
3、根据权利要求2所述的有机电致发光器件，其中遮光部分包括不透明金属。
4、根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其中隔层包括透光材料。
5、根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其中隔层包括SiNx和有机材料中的任意一种。
6、一种有机电致发光器件，它包括：
彼此对置且隔开预定间隔的第一基板和第二基板；
在第一基板上被划分成子象素且包括有位于子象素中的薄膜晶体管的阵列元件；
布置在第二基板上的第一电极；
在第一电极上的子象素间的边界区域处布置的电极间隔件；
在第一电极上布置的有机电致发光层；
在子象素中通过电极间隔件形成图形的第二电极；
将薄膜晶体管与第二电极电连接起来的导电衬垫；
布置在第一电极上的选定区域上的多个隔层；以及
布置在第二基板上并与隔层相重叠的多个遮光部分，
其中所述第一电极上的选定区域包括介于第一电极和电极间隔件之间的区域和每个子象素中与导电衬垫重叠的区域。
7、根据权利要求6所述的有机电致发光器件，其中遮光部分包括电阻率比第一电极的低的金属材料。
8、根据权利要求7所述的有机电致发光器件，其中遮光部分包括不透明金属。
9、根据权利要求6所述的有机电致发光器件，其中隔层包括不透明树脂的黑矩阵。
10、一种有机电致发光器件，它包括：
彼此对置且隔开预定间隔的第一基板和第二基板；
在第一基板上被划分成子象素且包括有位于子象素中的薄膜晶体管的阵列元件；
布置在第二基板上的电致发光二极管，它包括按顺序叠置的第一电极、有机电致发光层和第二电极；
在第一电极上的子象素间的边界区域处布置的电极间隔件；
用于将阵列元件与电致发光二极管电连接起来的导电衬垫；以及
布置在有机电致发光层和第一电极之间并且对应于导电衬垫的隔层。
11、根据权利要求10所述的有机电致发光器件，其中所述隔层还布置在第一电极和电极间隔件之间。
12、根据权利要求10所述的有机电致发光器件，其中隔层具有光反射能力。
13、根据权利要求12所述的有机电致发光器件，其中隔层包括树脂的黑矩阵。
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